Акаев А. А., Майоров С. А.
5 Оптические методы обработки информации. — М.: Высш. шк., 1988. — 237 с.: ил.
Книга посвящена новому направлению в вычислительной технике — оптико-электронной обработке информации. В ней даны основы анализа и синтеза когерентных оптических систем, рассмотрены принципы оптической голографии, построения голо-графических запоминающих устройств, оптико-электронных систем аналоговой o6pav ботки изображений, цифровой обработки данных и др.
Может быть рекомендована студентам вузов, обучающимся по спец. «Электронные вычислительные машины».
105000000(4309000000)—167 1ЯД_ЛЯ ББК 32.971
ПРЕДИСЛОВИЕ
В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года записано «... значительно расширить в приборах и средствах автоматизации применение элементной базы повышенной надежности и быстродействия, сверхбольших интегральных схем, лазерной и волоконно-оптической техники»*.
Для решения поставленной задачи будущим инженерам — специалистам по вычислительной технике, радиоэлектронике и связи — необходима соответствующая подготовка в области оптических ме- ч тодов и средств передачи, хранения и обработки информации.
В данной книге проанализированы линейные оптические системы обработки информации, рассмотрены принципы их построения и функционирования на основе голографии с применением волоконно-оптических линий связи, оптических процессоров и др.
Идея написания этой книги принадлежала лауреату Государственной премии СССР, засл. деят. науки и техники РСФСР, проф., д-ру техн. наук С. А. Майорову, моему дорогому учителю, который безвременно ушел из жизни перед выходом ее в свет. Он был видным ученым в области вычислительной техники и выдающимся педагогом высшей школы. Светлая память о нем навсегда сохранится в сердцах его благодарных учеников, а также тех, кто долгое время работал вместе с ним.
В основу книги положен курс лекций, читаемый студентам специальности «Электронные вычислительные машины» в Ленинградском институте точной механики и оптики и Фрунзенском политехническом институте.
Считаю своим долгом выразить глубокую благодарность рецензентам: лауреату Государственных премий СССР и БССР, проф. Белорусского государственного университета, д-ру техн. наук А. С. Ключникову, зав. кафедрой «Вычислительная техника» Московского института электронной техники, чл.-кор. АН СССР Л. Н. Преснухину и сотрудникам кафедры доц. А. А. Шишкевичу, К- К. Недопекину, А.В. Горячеву, чьи критические замечания позволили устранить имеющиеся недостатки.
Отзывы и замечания по книге просьба направлять по адресу: 101430, Москва, ГСП-4, Неглинная ул., д. 29/14, издательство «Высшая школа». .
А. А. Акаев
Материалы XXVII съезда Коммунистической партии Советского Союза.
* М., ПолйтйздатГ1986. С. 289.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие . ..... . ........ ..... ..... ... 3
Введение ....... , . ....... ..,..,,.,,.. 4
Глава 1. Математические основы анализа и синтеза когерентных оп-
тических систем преобразования информации . ..... . . 7
§ 1.1. Двумерный оптический сигнал и его информационная структура 7 § 1.2. Распространение и дифракция света. Интеграл Френе-
ля — Кирхгофа .... .......... ... ..... 9
§ 1'3. Дифракционные формулы Френеля и Фраунгофера ...... !5
§ 1.4. Оптические системы, выполняющие преобразование Фурье 18 § 1.5. Преобразование оптического сигнала с помощью линейной
пространственно-инвариантной системы .......... 21
§ 1.6. Дискретизация оптического сигнала Теорема выборки Ко-
тельникова — Шеннона .............. ....... 24
§ 1.7. Дискретное преобразование Фурье ... .......... 27
Глава 2. Оптическая голография ................ -30
§ 2.1. Физические принципы голографии ............. 30
§ 2.2. Основные типы голограмм ........ '......... 35
§ 2.3. Фурье-голограммы ................ ..... 39 ^
§ 2.4. Ассоциативные свойства голограмм ... ......... . . ^41
§ 2.5. Синтез голограмм с помощью ЭВМ .............. 42
§ 26. Перспективы создания трехмерного голографического дисплея 47
Глава 3. Компоненты оптических систем хранения и обработки информа-
ции . . ................. .............. 49.,
§ 3.1. Лазеры ........... ........ . ..... • 49
§ 3.2. Дефлекторы ..... . ................. - • - Р|
§ 3.3. Управляемые транспаранты ...... ............ |в
§ 3.4. Регистрирующие материалы ................ " тп
§ 3.5. Фотоприемные матрицы . . ...... . ........ • '"
Глава 4. Голографические и оптические запоминающие устройства 74
§ 4.1. Голографический способ записи, хранения и считывания циф- - •':
ровой информации .................. ... 74,
§ 4.2. Методы повышения качества записи фурье-голограмм ..... • o^f
§ 4.3. Принципы организации и функционирования ГЗУ .... • 8* ;/-
§ 4.4. Расчет параметров ГЗУ ... ........ ....... JOT i
§ 4.5. Оптические дисковые ЗУ ..... . ........... '*• .4
Глава 5. Волоконно-оптические системы передачи цифровой информа- ^: дни ..... . . • ..................... •'•*•;
§ 5.1. Волоконные световоды § 5.2. Источники света .-§ 5.3. Модуляция света
§ 5.4. Фотодетекторы......................143
§ 5.5. Перспективы развития волоконно-оптических систем передачи
данных для ЭВМ......................145
Глава 6. Когерентные оптические системы аналоговой обработки
информации.......,...............150
§ 6.1. Когерентный аналоговый оптический процессор, использующий
методы пространственной фильтрации............150
§ 6.2, Математические операции и задачи, реализуемые на оптическом
процессоре.........................157
§ 6,3. Когерентная оптическая обработка с использованием обратной связи.........................161
§ 64. Методы синтеза пространственных операционных фильтров. 163
§ 6,5. Оптоэлектронная гибридная вычислительная система . . . 168
Глава 7. Цифровая оптическая обработка информации......171
§ 7,1, Требования к элементной базе цифровой вычислительной техники............. . .............171
§ 7.2. Оптические логические элементы и функциональные узлы. 174 § 7.3. Оптоэлектронные вычислительные устройства в системе остаточных классов.................... . 194
§ 7.4. Табличное операционное устройство на основе ГПЗУ . . . 212 § 7.5. Оптоэлектронный табличный операционный блок с управляющими операторами....................216
§ 7.6. Перспективы создания и применения оптоэлектронных цифровых вычислительных машин . . .............222
Заключение.............,.................227
Приложения. .....
Приложение I. Двумерное преобразование Фурье и его свойства 228
Приложение П. Преобразования 'Фурье и Фурье — Бесселя часто используемых функций.....................231
Список литературы..........................234
Цена: 150руб.
